Métrologie par photogrammétrie aéroportée légère : application au suivi d'évolution de digues

Résumé : En embarquant un appareil photo grand public de bonne qualité sur un drone ou un ULM, il est aujourd'hui possible de réaliser de manière 100% automatique des modélisations 3D visuellement « parfaites » ou en tout cas suffisante tant que ce modèle est utilisé comme support de communication. Par contre, les performances de ces méthodes sont encore mal maîtrisées dans le contexte où l'on veut utiliser le modèle comme outil de mesure. Les géométries d'acquisition linéaires, propices aux dérives de bandes photogrammétriques, en sont un exemple représentatif. Un phénomène de courbure de bande est alors constaté, nécessitant un travail de mesure terrain conséquent pour être corrigé. Ces imprécisions limitent l'intérêt de telles acquisitions, et sont un défi pour la communauté des photogrammètres, le marché naissant du drone, mais aussi de multiples industriel ayant un intérêt fort pour des systèmes capables d'assurer un suivi de mouvement 3D des sols avec une précision de quelques millimètres (par exemple suivi de digues, érosion agraire, surveillance de réseaux ferrés,...). Cette thèse est un projet de recherche issu d'un partenariat entre l'Institut National de l'Information Géographique et Forestière (IGN), et la Compagnie Nationale du Rhône (CNR), concessionnaire chargé d'entretenir et surveiller le réseau de digues de retenue du fleuve. Il s'agit - à partir de moyens aériens légers - d'arriver à un système d'auscultation plus rapide, plus économique et offrant une géométrie plus fine que les systèmes topométriques utilisés actuellement. Nous présentons tout d'abord une étude comparative des moyens aériens légers, montrant l'intérêt et les limitations des drones face aux ULM. Nous proposons des procédures d'acquisition adaptées aux géométries étudiées, permettant de limiter de manière opérationnelle les dérives. Dans un second temps, nous montrons que les phénomènes de courbure sont liés à des modèles d'orientation internes inadaptés, et nous proposons une procédure d'auto-calibration en trois étapes. Nos essais menés sur des chantiers linéaires montrent que le calcul des orientations est sensiblement amélioré (d'écarts métriques à des écarts centimétriques). Dans un troisième temps, nous proposons une optimisation de la compensation sur les points d'appuis, permettant de diminuer le nombre de mesures nécessaires. Enfin, nous présentons des méthodes pour contrôler l'incertitude des modèles 3D générés, et à travers une analyse diachronique, des exemples de suivi d'évolution permettant de suivre finement l'évolution de tels ouvrages
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Traitement des images. Université Paris-Est, 2015. Français. 〈NNT : 2015PESC1131〉
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Soumis le : mercredi 28 septembre 2016 - 11:00:09
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Vincent Tournadre. Métrologie par photogrammétrie aéroportée légère : application au suivi d'évolution de digues. Traitement des images. Université Paris-Est, 2015. Français. 〈NNT : 2015PESC1131〉. 〈tel-01373128〉

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